太阳系最诡异的风暴是木星大红斑吗?为什么?

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木星大红斑是太阳系中最大风暴吗~

早在300多年前,人类就观测到了“大红斑”的存在.不过当时人们只对它的颜色、位置有个大概的了解,并不知道其为何物.自从1973年12月,美国“先驱者10号”飞近木星开始人类利用探测器对木星的首次考察以来,近几十年来人们才逐渐增加了对“大红斑”的认识.
如今人们已经确认,“大红斑”是一团激烈运动的上升气流,这个气流物质中含有大量的红色物质,所以发红.这一活动剧烈的风暴系统体积异常庞大,大概可以容纳下两个地球.“大红斑”历史较为悠久,已经存在了至少几百年,但人们至今尚不了解其为何能够稳定地存在如此长的时间,有专家认为它是复杂科学中的孤子现象,这种现象可以保持动态系统的稳定性.
目前,并没有在土卫二上发现有生命,不过在2006年美国的"卡西尼''号探测器发现土卫二上有水,只能说是冰,因为它的温度一般在-100℃右左.

刚过去的“利奇马”台风,登陆地点浙江温岭,登陆时中心最大风力17级,近中心最大风速52米/秒,这相当于180千米/小时的速度!实在有些令人难以招架,但这并不是最强台风,史上最强台风是传说中的台风南希!

从上图历史记录中可以了解,台风南希于1961年9月7日生成,9月17日消散,历时10天!这是全球有气象记录以来风速最高的热带超强气旋!近中心最大风速为345千米/小时,上图中的100米/秒其实也相差无几,“利奇马”的近中心最大风速只有“南希”的一半!根据英国蒲福氏风级级别划分,风速大于61.3米/秒的台风被归类为17级以上,因为很少会有这样风力的台风出现!根据美国飓风等级,也被划分为5级以上。
一、木星上的超级风暴是什么概念?
上文中地球上最大的风暴速度为100米/秒,基本上和早期飞行器的最大速度类似,那么这和太阳系最大的行星木星的风暴相比如何?

这是木星上最大的风暴,犹如一只眼睛,这从《流浪地球》中刘启的口中说出来有一种特别的感觉!在木星观测中,大红斑是最为明显的目标,只要木星自转时大红斑对着地球,只需一具民用折射望远镜,60倍左右即可看到隐约看到!当然如果用摄像头叠加或者高倍大口径则会更清晰!从下面这张比例图可以看到这个大红斑的规模!

木星的大红斑大致位于南纬23°处,整个大红斑放下一个地球还绰绰有余,从上世纪八十年代以来观测发现,大红斑的规模正在逐渐缩小,未来可能会渐渐消失,但即使是缩小后的大红斑依然可以包容整个地球!
大红斑南北宽度:14000千米
大红斑东西长度:20000~30000千米

刮了300多年的大红斑下想象图,巨大的气旋结构覆盖了几乎整个天空,在恐怖暗红色的左下侧还能看到巨大的闪电,右上角还能看到“月亮”,其实这是木星的卫星!大红斑的边缘风速大约是120米/秒,整个气旋规模约6天自转一周!尽管这个数据可能与各位想象的有些许落差,但请注意这是边缘风速。并且它已经持续了350年,而地球上持续时间最久的风暴是飓风约翰,它从生成到消失,总共持续了31天,历经1万3280公里,从东太平洋经中太平洋进入西太平洋,最后又回到中太平洋!

来自木星云层以下源源不断的能量是大红斑经久不散的原因,和木星风暴一样,地球上的台风如果能一直获得能量,那么也可以一直持续,请注意飓风约翰的行进路线!

“飓风约翰”的线路,可以看到它基本都在宽阔的太平洋上游走,这是它持续不断获得能量的重要手段,而木星则根本没有陆地,有的只是氢的海洋,而来自木星内部强大的能量补充,它未来还将存在数百年!


旅行者1号于1979年接近木星时拍摄的图,可以清晰地看到木星条纹流动以及大红斑的的运动方式!
二、木星大红斑太阳系内最大的风暴了吗?
从大的意义上来看确实是,但从风速来看,它却要逊色于海王星的大黑斑!

大黑斑的大小黑地球相近(比木星大红斑规模稍小),并且它是向内凹陷的,有点类似漩涡的效果!围绕大黑斑的最大风速高达2400千米/小时!也就是666米/秒,大约是音速的2倍!这个大黑斑实在是666啊,这风速连一般的战斗机速度都赶不上!

大黑斑在海王星上的位置。大黑斑在1989年被海盗号发现,但在1994年哈勃空间望远镜再次观测海王星时,发现其已经消失!但一个几乎相同的斑点出现在海王星的北半球,这个新的大黑斑至少存在了数年之久!

简单总结一下,即使地球上最强风暴,在太阳系中也是小儿科一样的存在,太阳系中规模最大的风暴是木星的大红斑,而风速最强的则要数海王星的大黑斑!但这些比起太阳上的磁暴规模来,简直就是过家家,因为这些风暴再强也只能在本行星上折腾,而太阳一个喷嚏,整个太阳系都要感冒!

有史以来最大的太阳最大的黑子,跟木星规模差不多大!


NASA的太阳动力学观测卫星(SDO)在2010年12月6日公布了一张照片,目标是正在爆发中的太阳南半球日饵图像,根据观测显示,此次日饵爆发长度为70万千米,差不多就是地月平均距离的2倍稍小!所以跟太阳这个占了99.86%质量的老大比起来,行星上发生的一切都是微不足道的!

在太阳系内,最著名的行星风暴莫过于木星大红斑。其恐怖的规模和惊人的持久力,都成为了天文学家的一块心病。但是,在太阳系里,还有一块风暴比大红斑还要神秘,那就是土星北极的风暴。最不可思议的是,这个风暴竟然呈现出了诡异的六边形……

土星六边形风暴


(图片说明:2013年11月27日,卡西尼号探测器在土星北极拍摄到的诡异风暴)

早在20世纪80年代,美国的旅行者号探测器就曾经窥到过土星北极的风暴,但是限于观测能力、探测水平,科学家们无法深入研究。

2013年,当卡西尼号探测器飞越土星北极上空,拍摄到了这张经典照片后,人类终于发现了这个太阳系内最诡异的风暴——土星六边形风暴。不论是地球上的飓风、还是木星大红斑、抑或海王星大暗斑,这些恐怖的风暴即使再巨大再高速,其形状都是圆形或者椭圆形的。但土星的这个风暴却展现出了惊人的六边形,实在是令人难以置信。


(图片说明:卡西尼号探测器在2016年拍摄的六边形风暴照片)

据观测,这个风暴几乎呈正六边形,每个边的边长约为14500英里。换算下来,两个相对的边跨度超过15000英里(大约为25000公里),几乎可以放下4个地球。其风速可以达到150米/秒,是地球表面17级风的近3倍。

虽然没有大红斑那么著名,但土星的六边形风暴在尺寸、神秘和复杂程度等方面,却绝对不落下风。关于这个诡异的风暴到底是如何形成的,它存在并且还将持续多久,目前都是未解之谜。

为了能够更好地了解六边形风暴,西班牙巴斯克大学的研究人员对哈勃太空望远镜以及卡西尼号探测器在2004-2017年之间拍摄到的土星六边形风暴高清图像对其进行了深入分析,并将研究成果以论文的形式发表在了本月的《自然通讯》上。

(图片说明:卡西尼号探测器在土星北极拍摄的六边形风暴中心,在渲染了假色后合成了这张图片,这个风暴中心比地球上任何台风的眼都要大至少50倍)

实际上,如果仔细观看,可以发现六边形风暴拥有着极其复杂的结构。领导这项研究的Agustín Sánchez-Lavega指出:“卡西尼号的图像告诉我们:六边形风暴就像三明治的结构一样,是一个至少由7个云雾层构成的多层次结构,从云层顶端一直向上延伸到300公里的高空。像土卫六或者冥王星这样和土星一样表面温度极低的天体也有云雾分层,但没有土星这么多,而且分层也比土星更规律。”

针对这7个云雾层,研究团队利用卡西尼号在2015年6月拍摄到的高分辨率照片,进行了深入的研究和讨论。他们得出结论:


(图片说明:卡西尼号在紫外和其他波段拍摄并合成的六边形风暴高分辨率俯视图)

这些云雾层的厚度为7-18公里(4-11英里)不等,总厚度为130公里(80英里);

在这些云雾层之上还有一个稀薄却延伸很远的气溶胶层,厚度达到了340公里;

光谱反射率的辐射转移模型显示,云雾中的颗粒与直径在0.07-1.4微米之间的颗粒表现相一致,其密度大约为100-500个/立方厘米;

云雾的性质与碳氢化合物凝结过程的表现十分接近,尤其类似于乙炔和苯高空凝结的表现。此外,他们还认为这里有丙烯、丙烷、二乙炔,或许还有丁烷。这些东西虽然在地球上含量不多,但是由于土星有大量的氢,平均温度又只有-120~-180摄氏度之间,所以科学家们对此也并不意外。


(图片说明:在进行了上述分析后,该团队作出了这样的模拟图)

事实证明,土星的六边形风暴以及它的大气层内的湍流的确像我们想象的那样,非常的复杂。

他们认为:这些云雾层的分布规律,很可能是由于垂直方向上的引力分布导致大气层密度和温度的波动而形成的。这种现象在其他行星上也可以见到,包括地球上也有。不同的是,这片区域的重力波可能是来自于六边形风暴本身以及围绕着它的喷流。不论是这种重力波还是喷流,都要比地球上强烈、迅速得多。


(图片说明:卡西尼号探测器拍摄的六边形风暴近景及其云雾的特写)

我们都说,木星大红斑肆虐了350多年依然狂暴。在这个方面,土星六边形风暴也并不逊色。至少从1980年首次被人类目击到现在,它也连续活跃了几十年。在地球上,即使是持续时间最长的台风,也只能维持一个月左右。我们很难想象,到底是怎样的机制,让这个风暴存在了几十年甚至可能更久,却依然拥有着巨大的威力。

对于我们来说,这样诡异的风暴也算是一种视觉上的享受,也让我们深深地感受到宇宙的复杂与神奇。如果我们从未跳出地球看看外面的世界,就永远不知道还有这样神奇的气象存在。也许在太阳系以外,还有更多比大红斑、六边形风暴更加令人惊叹的奇观在等着我们!



是的,太阳系最诡异的风暴是木星大红斑。因为它依附在太阳的最外层,温度特别高。

是的,这个大红斑可了不得,有地球的两倍大。是反气旋漩涡,据被观测到已经350年了,还没有消散。不过现在大红斑风暴已经逐渐缩小了。

在太阳系中,最著名的行星风暴是木星的大红色斑点。它的恐怖规模和惊人的续航能力已成为天文学家的难题。但是,在太阳系中,还有另一场比大红色斑点更神秘的风暴,那就是土星北极的风暴。最不可思议的是,这场风暴竟然是一个怪异的六角形……


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